Periferní alternativní zdroje energie

Úvod

V současné době dochází k výraznému uplatňování alternativních zdrojů energie. Projevuje se to hlavně v nárůstu využití tepelných čerpadel, biomasy, alternativních paliv z odpadů a využitím větrné energie. Hlavně jde však o strmý rozvoj fotovoltaické energetiky. Předpokládá se, že díky vhodně strukturalizované a legislativně dlouhodobě stabilizované ceně za výkup elektřiny dodávané do sítě, dojde k dalšímu rozvoji a to i díky solidaritě spotřebitelů elektrické energie vyráběné a.s. ČEZ, kteří budou přispívat dodavatelům elektřiny z fotovoltaických elektráren ročně až i několik miliard Kč. Do této hlavní skupiny alternativních zdrojů lze zařadit i energetické využití bioplynu z ČOV a skládkového plynu, energie geotermální, příbojových a přílivových vln atp. Kromě těchto zdrojů je pozornost stále více zaměřována na využitelnost i tzv. periferních alternativních zdrojů (dále PAZ), mezi které zařazujeme využití tepelných čerpadel při využití odpadního tepla z klimatizačních a chladicích systémů, z odpadních, důlních vod či z vyráběných produktů (mléka), z kompresoroven, kompostáren atp.. Ve Švédsku jsou provozovány systémy využití tepla z velkých betonových ploch, protihlukových bariér, ale i z vhodných komunikací.

Do skupiny PAZ zařazujeme i další zdroje, jako např. teplo z kanalizačních vod, z odpadních termálních vod, z hořících hald a v neposlední řadě i ze skládek odpadů.

Teplo z hořících hald

Jedná se o zdroj energie, kdy došlo při samovznícení zbytků pevných kaustobiolitů z těžby a úpravy k zahoření hald. Podle některých odhadů dosahuje podíl odpadní uhelné složky např. v haldách na Kladensku až 20 %. Řada hald přitom v minulosti již zcela prohořela, a proto nejsou energeticky využitelné. Některé hořící haldy jsou přitom pro svoji výjimečnou skladbu a výskyt teplomilných rostlin i předmětem speciální ochrany. Jiné, např. u obce Švermov, byly v letech 1993 – 1995 považovány hořící haldy za reálně využitelný zdroj pro výrobu teplé vody, která pak měla být využívána pro vyhřívání skleníků. K realizaci podobných projektů, podle našich informací však v ČR nedošlo. Lokality hořících či vyhořelých hald jsou též významnými nalezišti řady minerálů (TVRDÝ – SÝKORA 1999). K samovznícení docházelo díky zapařování zbytků uhlí, kdy se postupně zvyšuje jeho teplota a při teplotách nad 350 °C dochází k rozkladu uhelné hmoty, která může vzrůst až přes 1000 °C (HEJNIC, 2009). Při vlastním hoření např. černého uhlí vzniká za uvolnění 13-15 % koksárenského plynu nebo svítiplynu koks. Souběžně vzniká i 2,5-5 % dehtu a 0,5-3 % čpavku. Plynové emise unikající z hořících hald obsahují 47-55 % H₂, 5-8 % CO, 4-15 % N₂, 20-36 % CH₄, až 4 % CO₂, 1-4 % HC, dále příměsi H₂S atd. (TVRDÝ, SEJKORA, 1999). To je i důvod, proč většina hořících hald byla hlavně po roce 1989 systematicky sanována.

Podle informací (viz seznam literatury) patří k nejznámější hořící halda v ČR halda Ema, která je někdy označována jako Ema-Terezie nebo Terezie-Ema. Jde o významný krajinný prvek. Nachází se na pravém břehu řeky Ostravice ve Slezské Ostravě. Vznikla při těžbě černého uhlí a to na ploše 82 hektarů. Uvádí se, že je zde uloženo až 8 mil tun hlušiny, která zde byla ukládána přibližně od roku 1920, kdy docházelo k prudkému rozvoji těžby uhlí na Ostravsku. Předpokládá se, že k zahoření došlo ještě před II.světovou válkou, přičemž projevy hoření jsou patrné do současnosti. Teplota v ohnisku hořících hald může dosahovat až 1500 °C a na povrchu pak i několik desítek stupňů. Podle analogie z haldy ve Švermově na Kladensku může jít o teplotu i nad 50 °C. Jen pro úplnost, haldy po těžbě uhlí představují obecně významný krajinotvorný prvek. Např. na Ostravsku se nacházejí na ploše 5,5 km² a je v nich uloženo 226 mil. t hlušiny.

Další významnou hořící haldou byla halda v obci Markoušovice na Trutnovsku. Jde o odval z uhelného Dolu Ignác. Uvádí se, že se zde uhlí těžilo již od roku 1799. Halda Dolu Ignác byla využívána do konce 19.stol. Na haldu bylo odstraňováno nejen odpadní uhlí, ale i uhlí, které se nepodařilo prodat. Proto halda obsahuje údajně až 40 % uhelné složky. Halda byla po zahoření likvidována firmou Energie Kladno z Radvanic.

Teplo ze skládek odpadů

Využití tepla skládek zvláště tuhých komunálních odpadů, stejně tak jako skládkových plynů naráží v současnosti na nově vzniklé podmínky na trhu odstraňování odpadů na skládkách. Rozhodujícím faktorem je, že se mění poměr mezi tímto způsobem odstraňování odpadů ve prospěch jiných technologií vycházejících hlavně z nutnosti důsledně všechny odpady třídit a pokud možno i recyklovat. V důsledku zvyšování vytříděnosti biologicky rozložitelné složky odpadů ukládaných na skládkách proto klesá význam produkce skládkových plynů a tím i možnost jejich energetického využití. Souběžně dochází i k potlačení rozkladných procesů, které vedou k vývoji tepla. Proto je reálná možnost využití tohoto PAZ energie u nás spíše hypotetická. Může být však perspektivní v budoucnosti, kdy budou budovány specializované dočasné skládky na nevyužitelný rozložitelný odpad a dále pak ve státech a regionech, kdy se ukáže spalování ekonomicky nepoužitelné či technicky nemožné a všude tam, kde je v odpadech ukládaných na skládkách relativně velký podíl biologicky rozložitelné složky, která se v důsledku methanogenních a acetogenních procesů rozkládá za uvolnění skládkového plynu a vývoji tepla v rozsahu 45-60 °C (KALINA 2007, Skripta VŠCHT), přičemž může dosahovat za příznivých podmínek až 97 °C.

Závěr

Z uvedeného vyplývá, že studium využití tepla skládek, i když není zatím prakticky využitelné představuje zajímavý odborný problém, neboť systémy pro extrakci tepla hořících hald a skládek jsou shodné se systémy využívanými při projektování např. zemních výměníků tepla. Stejné či obdobné jsou pak i vztahy pro inženýrské výpočty pro vyprojektování obdobných systémů.

Literatura

• Halda Ema [online]. mavlast.cz, [cit. 2008-08-29]. Dostupné online.
• Hejma, Alan. Halda Ema vrchol slezské Ostravy [formát doc]. rádio impuls, [cit. 2008-08-29]. Dostupné online.
• Hejnic, Oto (2009). Jak dál s největší ostravskou „doutnající haldou“? Diamo, s.p. online: http://www.hornicky-klub.info/rservice.php?akce=tisk&cisloclanku=2009020014
• http://www.vscht.cz/uchop/udalosti/skripta/1ZOZP/odpady/odpady4.htm
• Jirásek Václav: Krkonošské noviny http://www.sdhmarkousovice.wz.cz/Halda.htm
• Kalina (2007): Matematické modelování biodegradativních
• Navrátil, Boleslav. Halda Ema není nejvyšším bodem Ostravy. Moravskoslezský deník [online]. 2009-07-19 [cit. 2009-07-19]. Dostupné online. procesů http://is.muni.cz/th/150824/prif_b/bc.txt
• Regionální info-bulletin [online]. czechtoruism, [cit. 2008-08-29]. Dostupné online.
• Spudil Jiří, Laňar miloslav Studie možností využití odpadních hald po těžbě. The study of utilisation of mining waste dumps, firma GET, s.r.o., Praha Korunovační 29, 170 00 Praha 7, http://www.mzp.cz/www/zamest.nsf/5eafc5e970f63e14c1256c5500784c48/3b857b2ba 41c14f0c12568a80050a6bb?OpenDocument
• Šárek, Jiří. Je ostravská halda Ema a její okolí pro občany i turisty atraktivní? [formát doc].
• Moravskoslezský deník, [cit. 2008-08-29]. Dostupné online.
• Štěpánek, Jan P.. halda Ema [online]. hrady.cz, [cit. 2008-08-29]. Dostupné online.
• Tvrdý J., Sejkora J. (1999). Hořící uhelné haldy a redepozice toxických látek při samovolném termickém rozkladu uhelné hmoty.- EKO 10, 4, 11 - 15.

Zdroj: ODPADOVÉ FÓRUM 201021. - 23. dubna 2010, Kouty nad Desnou

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky